Studium pohybu hmotných objektů a vytváření zákonů, které regulují tento pohyb, bylo jedním z hlavních úspěchů fyziky v 17.století. Po dlouhou dobu se hnutí zabývalo mnoha vědci, ale nejzákladnější zákony formuloval geniální anglický fyzik Isaac Newton. Vytvořil tři základní pohybové zákony, které se staly známými jako Newtonovy zákony nebo mechanické zákony Luchinsky-Newton.
Newtonův druhý zákon říká, že změna pohybu těla je přímo úměrná velikosti síly, kterou produkuje, a probíhá ve směru této síly. To znamená, že pokud na tělo působí síla, začne se pohybovat a jeho rychlost se mění. Také podle druhého Newtonova zákona je zrychlení, které tělo získá působením síly, přímo úměrné velikosti této síly a nepřímo úměrné tělesné hmotnosti. To znamená, že síla aplikovaná na masivní tělo změní jeho pohyb méně, než kdyby byla stejná síla aplikována na méně masivní tělo.
Newtonův zákon setrvačnosti neboli Newtonův první zákon naznačuje, že tělo si zachovává svůj klidový stav nebo rovnoměrný přímočarý pohyb, pokud na něj nepůsobí vnější síly nebo pokud je součet těchto sil nulový. Jinými slovy, pokud na tělo nepůsobí jiná tělesa nebo síly, zůstane na místě nebo se bude pohybovat rovnoměrně přímočaře. To vysvětluje, proč předměty zůstávají na místě, pokud na ně nepůsobí žádné vnější síly a proč jsou těla v klidu nebo přímočarém rovnoměrném pohybu, pokud na ně působí síly, které se sečtou na nulu.
Fyzický jev klidu a rovnoměrného pohybu
Fyzikální jev klidu a rovnoměrného pohybu těla lze vysvětlit pomocí druhého Newtonova zákona, známého také jako zákon setrvačnosti.
Zákon setrvačnosti tvrdí, že pokud na tělo nepůsobí vnější síly, je buď v klidu, nebo se pohybuje rovnoměrně a přímočaře. V tomto případě se nepočítá tření a odpor vzduchu.
U těles v klidu je třecí síla působící na ně nulová. Pokud na tělo působí vnější síly, může se pohybovat konstantní rychlostí a směrem (rovnoměrný pohyb).
Pohled na pohyb těla pomáhá porozumět tabulce s parametry popisujícími klid a rovnoměrný pohyb:
| Parametry | Odpočinek | Rovnoměrný pohyb |
|---|---|---|
| Rychlost | Nula | Stálá a nenulová |
| Urychlení | Nula | Nula |
| Třecí síla | Nula | Nula |
| Síla | Nula | Nula |
Newtonův zákon, známý jako setrvačný zákon, tedy umožňuje vysvětlit fyzikální jev klidu a rovnoměrného pohybu těla. Je důležité poznamenat, že tento zákon platí pouze v nepřítomnosti vnějších sil a faktorů, jako je tření a odpor vzduchu.
Newtonův zákon setrvačnosti
Setrvačný zákon neboli Newtonův první zákon vysvětluje klid nebo přímočarý, rovnoměrný pohyb těla. Podle tohoto zákona je tělo v klidu nebo rovnoměrném přímočarém pohybu, dokud na něj nepůsobí vnější síla. Pokud na tělo působí síly ze strany, začne měnit svůj pohybový stav. Zákon setrvačnosti tedy stanoví, že nedostatek sil, stejně jako nedostatek jejich komplexního součtu, vede k udržení klidu nebo rovnoměrného přímočarého pohybu.
| Newtonův zákon setrvačnosti | |
|---|---|
| Odpočinek | Síla je nulová |
| Přímý rovnoměrný pohyb | Síla je nulová nebo rovná se komplexnímu součtu všech sil |
Zákon setrvačnosti je základní pro další pochopení pohybu a interakce těles.otevřel cestu k vývoji složitějších Newtonových zákonů, které popisují změnu rychlosti těla pod vlivem síly.
Newtonův zákon jednotného pohybu
Newtonův zákon rovnoměrného pohybu, také známý jako Newtonův první zákon nebo princip setrvačnosti, vysvětluje chování těla v nepřítomnosti vnějších sil. Podle tohoto zákona si tělo zachovává svůj klidový stav nebo přímočarý rovnoměrný pohyb, dokud na něj nepůsobí vnější síly.
Pokud na tělo nepůsobí žádné síly, zůstává v klidu nebo rovnoměrném pohybu v přímce. To znamená, že pokud je tělo v klidu, zůstává v klidu, a pokud se tělo pohybuje konstantní rychlostí, pokračuje rychlostí, aniž by měnilo směr pohybu.
Jinak řečeno, tělo nemůže samo změnit svůj pohybový stav. Ke změně pohybového stavu těla je nutný vliv vnějších sil.
Newtonův zákon rovnoměrného pohybu je důležitý pro pochopení fyziky a mechaniky a používá se v základu ke studiu dalších Newtonových zákonů a mnoha dalších fyzikálních principů.
Princip setrvačnosti formulovaný Isaacem Newtonem se stal jedním ze základních principů nové vědy-klasické mechaniky a uplatňuje se v různých oblastech vědy a techniky.
V praxi však zohlednění vlivu tření a odporu prostředí ukazuje, že udržování rovnoměrného pohybu vyžaduje nepřetržité působení vnějších sil.